2018高三化学一轮复习第2单元微粒间作用力与物质性质

第二单元 微粒间作用力与物质性质

考纲定位 1.理解金属键的含义，能用金属键理论解释金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的堆积方式。 2．理解离子键的形成，能根据离子化合物的结构特征解释其物理性质。 3．了解晶格能的概念及其对离子晶体性质的影响。 4．了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。 5．了解分子晶体与原子晶体、离子晶体、金属晶体的构成微粒及微粒间作用力的区别。 6．能根据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。 7．了解氢键的存在对物质性质的影响，能列举含氢键的物质。 8．了解共价键的形成、分类及其三个参数。 考点1| 晶胞及其微观计算 [基础知识自查]

1．晶胞

能够反映晶体结构特征的基本重复单位称为晶胞。 2．晶胞为平行六面体中粒子数的计算——均摊法

注：三棱柱晶胞粒子数计算

1

[应用体验]

下列是几种常见的晶胞结构，填写晶胞中含有的粒子数。

A．NaCl(含________个Na，________个Cl) B．干冰(含________个CO2)

C．CaF2(含________个Ca，________个F) D．金刚石(含________个C) E．体心立方(含________个原子) F．面心立方(含________个原子)

[提示] A．4 4 B．4 C．4 8 D．8 E．2 F．4

[考点多维探究]

角度1 晶胞中粒子数及其晶体化学式的判断 1．如图为甲、乙、丙三种晶体的晶胞：

2＋

－

＋

－

试写出：(1)甲晶体化学式(X为阳离子)为________。 (2)乙晶体中A、B、C三种微粒的个数比是________。 (3)丙晶体中每个D周围结合E的个数是________。 (4)乙晶体中每个A周围结合B的个数为________。 [答案] (1)X2Y (2)1∶3∶1 (3)8 (4)12

2．右图是由Q、R、G三种元素组成的一种高温超导体的晶胞结构，其中R为＋2价，G为－2价，则Q的化合价为________。

2

1

[解析] R：8×＋1＝2

8111

G：8×＋8×＋4×＋2＝8

4421

Q：8×＋2＝4

4

R、G、Q的个数之比为1∶4∶2，则其化学式为RQ2G4。 由于R为＋2价，G为－2价，所以Q为＋3价。 [答案] ＋3

3．某晶体的一部分如图所示，这种晶体中A、B、C三种粒子数之比是( )

【导学号：37742313】

A．3∶9∶4 C．2∶9∶4

B．1∶4∶2 D．3∶8∶4

1111

B [A粒子数为6×＝；B粒子数为6×＋3×＝2；C粒子数为1；故A、B、C粒子

12246数之比为1∶4∶2。]

4．Cu元素与H元素可形成一种红色化合物，其晶体结构单元如下图所示。则该化合物的化学式为________。

111

[解析] Cu个数：12×＋2×＋3＝6，H个数：6×＋4＝6。

623[答案] CuH

3

1．晶胞是从晶体中“截取”出来具有代表性的“平行六面体”，但不一定是最小的“平行六面体”。

2．在使用均摊法计算晶胞中微粒个数时，要注意晶胞的形状，不同形状的晶胞，应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞所共有，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心依次被6、3、4、2个晶胞所共有。

角度3 利用晶胞结构进行晶体密度的有关计算

5．(2016·全国丙卷节选)GaAs的熔点为1 238 ℃，密度为ρ g·cm，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________，Ga与As以________键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol和MAs g·mol，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为________。

－1

－1

－3

[解析] GaAs的熔点为1 238 ℃，其熔点较高，据此推知GaAs为原子晶体，Ga与As原子之间以共价键键合。分析GaAs的晶胞结构，4个Ga原子处于晶胞体内，8个As原子处于晶胞的顶点、6个As原子处于晶胞的面心，结合“均摊法”计算可知，每个晶胞中含有4个Ga原子，含有As原子个数为8×1/8＋6×1/2＝4(个)，Ga和As的原子半径分别为rGa pm＝rGa×10(rAs×10

－10

cm，rAs pm＝rAs×10

3

－10

4－103

cm，则原子的总体积为V原子＝4×π×[(rGa×10cm)＋

3

－10

cm)]＝

16π－30333－1－1

×10(rGa＋rAs)cm。又知Ga和As的摩尔质量分别为MGa g·mol和MAs g·mol，晶3

胞的密度为ρ g·cm，则晶胞的体积为V的体积占晶胞体积的百分率为

16π－30333

×10?rGa＋rAs? cm3V原子

×100%＝×100%＝ V晶胞4?MGa＋MAs?3

cmρNA4π10

－30

－3

晶胞

＝4(MGa＋MAs)/ρNA cm，故GaAs晶胞中原子

3

×NAρ?rGa＋rAs?

×100%。

3?MGa＋MAs?

4π10

－30

33

[答案] 原子晶体 共价

×NAρ?rGa＋rAs?

×100%

3?MGa＋MAs?

33

6．(2016·全国甲卷节选)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

4

(1)晶胞中铜原子与镍原子的数量比为________。

(2)若合金的密度为d g·cm，晶胞参数a＝________nm。

[解析] (1)由晶胞结构图可知，Ni原子处于立方晶胞的顶点，Cu原子处于立方晶胞的11面心，根据均摊法，每个晶胞中含有Cu原子的个数为6×＝3，含有Ni原子的个数为8×

28＝1，故晶胞中Cu原子与Ni原子的数量比为3∶1。

(2)根据m＝ρV可得，1 mol晶胞的质量为(64×3＋59)g＝a×d g·cm×NA，则a＝11

2512513????3

cm＝?6.02×1023×d??6.02×1023×d?×107 nm。

????

1

32512513??77

[答案] (1)3∶1 (2)?×10 或×10 23?NAd?6.02×10×d?

7．(2014·海南高考节选)金刚石晶胞含有________个碳原子。若碳原子半径为r，金刚石晶胞的边长为a，根据硬球接触模型，则r＝________a，列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率________________________________(不要求计算结果)。

3

－3

－3

[解析] 金刚石晶胞中各个顶点、面上和体内的原子数目依次为8、6、4，然后依据晶胞计算确定在晶体中碳原子数目，碳原子数目为n＝8×1/8＋6×1/2＋4＝8；根据硬球接触1

模型可以确定，体对角线四分之一处的原子与顶点上的原子紧贴，因此有·(3a)＝2r，

4则r＝

343π33a；然后可以确定原子的占有率为(8×πr)/a＝。 8316

43

8×πr333π

[答案] 8 ＝ 3

8a16

8．(2015·全国卷Ⅱ节选)A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如下图所示，晶胞参数a＝0.566 nm，F的化学式为__________；晶胞中A原子的配位数为____________；列式计算晶体F的密度(g·cm

－3

)________。(已知A为O元素，B为Na元素)

5